Коррозия металлов и сплавов как результат и фактор загрязнения окружающей среды,... предупреждению коррозии.

Коррозия металлов и сплавов как результат и фактор загрязнения окружающей среды, меры по
предупреждению коррозии.
Цели: сформировать представление учащихся о механизме коррозийных процессов, об их
последствиях и способах защиты от коррозии;
развивать понимания окислительно-восстановительных процессов;
воспитывать эмоциональное отношение к изучаемому явлению.
Тип урока:сообщение новых знаний
Методы обучения: репродуктивный, практический, иллюстративный
ХОД УРОКА.
1. Организация класса к работе
2. Постановка цели
Познакомить учащихся с сущностью химической и электрохимической коррозии, со способами
защиты от коррозии металлов и сплавов.
3. Актуализация знаний
31 января 1951 г. обрушился железнодорожный мост в Квебеке (Канада ), введенный в эксплуатацию
в 1947 г.
- в 1964 г. рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в
Гренландии.
- Из-за повреждений нефтепроводов в реки и на грунт выливается нефть.
Что же объединяет эти примеры? (разрушение металлических изделий)
Этот процесс и станет предметом нашего изучения на уроке.
Разрушение, или правильнее разъедание, в переводе на латинский звучит как “кородире”.
4. Сообщение новых знаний
Проблемный вопрос
Коррозия металлов…
Что поставить в конце предложения? Может знак ! или ? И нашей задачей будет в ходе урока
выработать собственное отношение к этому процессу. А в конце урока каждый поставит в название
свой знак препинания.
Коррозию можно сравнить со сказочным Змеем Горынычем. Это давний и коварный враг
большинства металлов. Но в отличии от него коррозия реально существует и, оставаясь невидимой,
наносит огромный урон металлам и сплавам. И чтобы его победить, человек должен проникнуть во
все его тайны, ведь не случайно эпиграфом к нашему уроку выбрано высказывание академика
Несмеянова “Знать – значит победить.”
1. Коррозия ( понятие)
Итак, что же такое коррозия?
В переводе с латинского слово “коррозия” - значит разъедать.
Примерно 20% железа ежегодно выплавляемого в мире разрушается от коррозии.
Коррозия – разрушение металлов под действием окружающей среды, при этом металлы окисляются
по схеме:
В зависимости от вызываемых коррозией повреждений поверхности металлов различают следующие
ее виды:



равномерную (сплошную),
язвенную,
точечную (питтинг).
Как вы думаете какой вид коррозии самый опасный?
Почему? (Питтинг – большая глубина поражения и малая площадь)
2. Виды коррозия
По механизму протекания коррозия делиться на два вида: химическую и электро-химическую.
Химическая коррозия
Это вид коррозии протекает в средах, непроводящих электрический ток (газ, нефть, керосин ) или
при высоких температурах, когда невозможна конденсация воды.
В результате химической коррозии происходит переход электронов от восстановителя к
окислителю.
Если прокалить медную проволоку в пламени, образуется серый налет, это и будет оксид меди.
При химической коррозии происходит взаимодействие металла с газами, находящимися в составе
среды. Чаще всего это кислород. Металл окисляется, и на его поверхности образуются различные
соединения:
4Fe0 + 3O2 —> 2Fe+32O3
2Fe0 + 3O2 + 3SO2 —> Fe2+3(SO4)3
2Zn0 + O2 —> 2Zn+2O
Большинство металлов окисляется кислородом воздуха, образуя на поверхности оксидные пленки,
Если эта пленка прочная, плотная, хорошо связана с металлом, то она защищает металл от
дальнейшего разрушения. Такие защитные пленки появляются у Zn, Al, Cr, Ni, Sn, Pb, Nb и др. У
железа она рыхлая, пористая, легко отделяется от поверхности металла и не способна защитить его
от дальнейшего разрушения
Второй вид коррозии – электрохимическая.
- Какой процесс будет сопровождать этот вид коррозии?
- Что такое электрический ток с точки зрения физики?
Как правило, металлы и сплавы неоднородны, содержат различные примеси. При их контакте с
электролитами одни участки поверхности начинают выполнять роль анода, а другие роль катода. В
этом случае образуется гальванический элемент, электродами которого и являются металлы,
находящиеся в растворе электролита. Возникает электрохимический процесс, т.е. наряду с
химическими процессами (отдача электронов), протекают и электрические (перенос электронов от
одного участка к другому).
Электрохимическая коррозия протекает в присутствии влаги. Ей подвергаются подводные части
судов в морской и пресной воде, паровые котлы, металлические сооружения и конструкции
под водой и в атмосфере.
Этот вид коррозии протекает в среде электролита.
3. Катодная коррозия. Ржавчина
Если в среде электролита находится контактная пара металлов (Cu – Fe ), то ионы более активного
металла – железа переходят в раствор, при этом поверхность железа заряжается положительно,
выполняя роль анода. Электроны с поверхности железа переходят на поверхность более
электроположительного металла – меди. В результате она заряжается отрицательно, выполняя роль
катода. На поверхности меди восстанавливаются ионы водорода, образуя газообразный водород. Это
пример коррозии, протекающей в кислой среде.
Но на поверхности металлических изделий, находящихся в атмосферных условиях, всегда
конденсируется влага. Капля воды играет роль электролита, в ней растворен кислород из воздуха.
Кислород восстанавливается до гидроксид-ионов, а железо окисляется, переходя в гидроксид железа
(II) и гидроксид железа (III). Смесь этих гидроксидов и есть ржавчина.
Коррозионные процессы весьма разнообразны, рассмотрим их протекание в различных средах
электролита
В кислотной среде атомы железа отдают электроны, которые переходят к меди и на ее поверхности
соединяются с ионами водорода, выделившимися из компонентов среды. На катоде идет процесс
восстановления ионов водорода с образованием газообразного водорода.
В щелочной или нейтральной среде идет восстановление кислорода, растворенного в воде с
образованием OH-. Далее катионы железа и гидроксид-ионы соединяются с образованием
неустойчивого гидроксида железа (II), который далее окисляется до оксида железа (III).
4.Загрязнение окружающей среды
Ежегодно коррозия наносит огромнейший ущерб народному хозяйству каждой страны. В
промышленно развитых странах убытки от коррозии за год составляют в среднем около 3 - 5% от
внутреннего валового продукта. А потери металла достигают 20%. Ущерб от коррозии складывается
не только от стоимости материалов, но и от затрат на изготовление пришедших в негодность
конструкций, оборудования и различных изделий.Химические, физические и биологические
загрязнения природной среды приводят к заметной интенсификации коррозионных процессов.
Понятия о необходимости и достаточности противокоррозионной защиты должны корректироваться
с учетом экологической обстановки. С другой стороны, коррозионные повреждения часто
оказываются причиной крупномасштабных загрязнений окружающей среды. Лидерами здесь
являются нефтедобыча, транспорт нефтепродуктов, нефтехимическая и химическая
промышленности. Общие убытки, причиняемые народному хозяйству от коррозии металлов,
огромны. Для правильной постановки практической работы по защите химических машин и
аппаратов от коррозии необходимо знание теории процессов коррозии и методов борьбы с ней.
5.Защита от коррозия.
Конечно, зная механизм протекания коррозии и причины ее возникновения, человек научился
защищать металлы от коррозии .





Крашение;
Эмалироание (не металлическое покрытие);
Металлопокрытие;
Легирование – введение в сплав добавки, в результате образуются коррозийно-стойкие сплавы;
Введение в среду ингибитора – специального вещества, замедляющего скорость коррозии;
Ингибиторы коррозии (нитрит натрия, хромат и дихромат калия, фосфаты натрия и другие).
Защитное действие этих веществ обусловлено тем, что они адсорбируются на поверхности металла и
каталитически снижают скорость коррозии, а некоторые из них (хроматы и дихроматы) переводят
металл в пассивное состояние.

Удаление растворенного в воде кислорода (деаэрация).
Протекторная защита – присоединение к защищаемому металлу более активного
Протекторная (анодная) – к защищаемой металлической конструкции, присоединяют кусок более
активного металла (протектор), который служит анодом и разрушается в присутствии электролита, В
качестве протектора при защите корпусов судов, трубопроводов, кабелей и других металлических
изделий используют магний, алюминий, цинк.
Катодная – металлоконструкцию подсоединяют к катоду внешнего источника тока. Происходит
электрозащита – нейтрализация тока, возникающего при коррозии, постоянным током,
пропускаемым в противоположном направлении.
5. Закрепление
Ответить на вопросы теста.
(ответом будут буквы, составляющие слово “коррозия” )
Тест
1. Слово “коррозия” в переводе с латинского означает:
и) разрушать;
п) окислять;
к) разъедать;
р) ржаветь.
2. Питтинг - это:
ж) электрохимическая коррозия;
н) язвенная коррозия;
о) точечная коррозия;
р) сплошная коррозия.
3. Окисление металла в среде не электролита:
а) электрохимическая коррозия;
г) язвенная коррозия;
о) точечная коррозия;
р) химическая коррозия.
4. Разрушение металла, находящегося в контакте с другим металлом в присутствии водного раствора
электролита:
в) газовая коррозия;
и) химическая коррозия;
т) сплошная;
р) электрохимическая коррозия;
5. Эмалирование это:
б) способ предания красоты металлическому изделию;
е) электрохимический метод защиты металлов от коррозии;
о) защитное неметаллическое покрытие металла;
ч) защитное металлическое покрытие металла.
6. Легирование это:
з) специальное введение в сплав элементов, замедляющих процесс коррозии;
и) покрытие железного листа слоем олова;
к) создание контакта с более активным металлом;
т) покрытие металла краской.,
7. Вещества, замедляющие процесс коррозии называются:
и) ингибиторы;
о) электроды;
н) протекторы;
т) краски.
8. Присоединение к защищаемому металлу другого, более активного металла называется:
а) металлопокрытие;
о) контактная защита;
р) легирование;
я) протекторная защита.
6. Итог урока
Какой знак преминания поставите после слова коррозия , после того что вы узнали о ней?
7. Задание на дом
§39